在油氣開采過程中,隨著鉆井深度的增加,巖石硬度加大,井下摩擦阻力較大,鉆柱系統(tǒng)易發(fā)生黏滑振動(dòng),將導(dǎo)致部件過早發(fā)生故障,鉆井作業(yè)效率低下,因此對(duì)于黏滑控制技術(shù)的研究具有重要意義。結(jié)合鉆井過程中的實(shí)際工況,提出了一種新型扭轉(zhuǎn)振動(dòng)工具,建立了基于該工具的鉆柱系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型以及非線性動(dòng)力學(xué)模型,分別進(jìn)行了算例分析與實(shí)驗(yàn)測試以研究工具的降黏效果。算例分析時(shí)采用控制變量法,首先在給定轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、鉆壓的情況下,對(duì)比分析了有或無工具時(shí)的鉆柱系統(tǒng)各部件角速度,然后在相同鉆壓、不同轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和相同轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、不同鉆壓的情況下,分別對(duì)鉆柱系統(tǒng)中有或無工具時(shí)的鉆頭角速度進(jìn)行了求解;在實(shí)驗(yàn)過程中,對(duì)同一口井進(jìn)行了有或無工具的測試,并結(jié)合未使用該工具的相鄰井對(duì)照數(shù)據(jù),分析了該工具的降黏效果。研究結(jié)果表明:在相同工況條件下,使用該扭轉(zhuǎn)振動(dòng)工具,可明顯消除或抑制黏滑振動(dòng),同時(shí),適當(dāng)增大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速,適當(dāng)降低鉆壓可在一定程度上抑制鉆柱的黏滑振動(dòng);在誤差允許范圍內(nèi),理論計(jì)算結(jié)果與測試結(jié)果相符合,驗(yàn)證了理論模型、求解方法以及算例分析的正確性。所提出的新型扭轉(zhuǎn)振動(dòng)工具、建立的動(dòng)力學(xué)模型與研究結(jié)果對(duì)于減少黏滑振動(dòng)、提高破巖效率具有重要...

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